Transcript 第7章 - 06/01/2015 03:53:06 pm +0800 - en US.ISO8859-1

第7章
無線網路
本章提要
無線傳輸技術介紹
 IEEE 802.11
 802.11b ─ 最普及的無線區域網路規格
 802.11a 與 802.11g ─ 雙雄爭霸
 藍芽技術 (Bluetooth)
 GSM & GPRS
 WAP

2
無線傳輸技術介紹
所謂無線網路就是以肉眼看不到的電磁
波為傳輸媒介, 來建立實體的網路連線。
 若再依電磁波的屬性進一步細分, 則可分
為兩大類：光波傳輸和無線電波傳輸。
 以光為傳輸媒介的技術常見的有紅外線
(Infrared, IR) 和雷射 (Laser)；而使用無線
電波的技術則包括窄頻微波 (Narrowband
icrowave)、802.11 無線區域網路、
HomeRF 以及藍芽 (Bluetooth) 等技術。

3
以光為傳輸媒介

不管是紅外線或雷射, 因為是利用光做為
傳輸媒介, 所以都必須受限於光的特性。
在無線網路的應用上, 光最令人注意的特
性有兩點：
1. 光無法穿透大多數的障礙物, 就算穿透了也
會出現折射和散射的情況。
2. 光的行進路徑必須為直線, 不過這點可以透
過折射及散射的方式解決。了解光的特性後,
接著我們來介紹紅外線與雷射這兩種用光波
傳輸的技術。
4
紅外線

紅外線傳輸標準是在 1993 年由 IrDA 協
會 (Infrared Data Association) 所制定, 其
目的是為了建立互通性佳、低成本、低
耗能的資料傳輸解決方案, 目前幾乎所有
筆記型電腦都配備有紅外線通訊埠。
5
紅外線傳輸的 3 種模式
直接式紅外線連接 (Direct-Beam IR,
DB/IR)
 散射式紅外線連接 (Diffuse IR, DF/IR)
 全向性紅外線連接 (Omnidirectional IR,
Omni/IR)

6
直接式紅外線連接
將兩個要建立連線的紅外線通訊埠面對
面, 之間不能有阻隔物, 即可建立連線。
 這種方式不需要擔心傳送資料中途被人
截取, 但適用範圍也非常小。

7
直接式紅外線連接
8
紅外線通訊埠面對面的範圍
9
散射式紅外線連接

散射式的連接方式不需要讓紅外線通訊
埠面對面, 只要是在同一個封閉的空間內,
彼此即能建立連線, 不過很容易受到空間
內其他干擾源的影響, 導致資料傳輸失敗,
甚至無法建立連線。
10
散射式紅外線連接
11
全向性紅外線連接

全向性連接則是擷取直接式和散射式二
者之長, 利用一個散射式的紅外線基地台
(Base Station, BS) 為中繼站, 將各裝置的
紅外線通訊埠指向基地台, 彼此便能夠建
立連線。
12
全向性紅外線連接
13
紅外線傳輸的缺點

傳輸距離太短
– 紅外線資料傳輸是以點對點的方式進行, 傳
輸距離約在 1.5 公尺之內。

易受阻隔
– 紅外線的穿透率非常差, 只要有任何障礙物
遮蔽到紅外線, 連線就會中斷, 若中斷超過一
定時間, 則此次連線就會失敗。
14
雷射
雷射和紅外線同屬光波傳送技術, 不過雷
射無線網路的連接模式只有直接式連接
一種。
 這是因為雷射是將光集成一道光束, 再射
向目的地, 途中幾乎不會產生散射現象,
在許多需要安全的連線環境中, 雷射絕對
是一個極佳的選擇。

15
雷射
16
雷射
17
以無線電波為傳輸媒介
目前大部分的無線網路都是採用無線電
波為傳輸媒介, 這是因為無線電波的穿透
力強, 而且是全方位傳輸, 不侷限於特定
方向, 和光波傳輸相較之下, 無線電波傳
輸特別適合用在區域網路。
 另外還有一種情況也很適合採用無線電
波傳輸, 就是當使用者不願意負擔佈線和
維護線路的成本, 而其環境又有許多障礙
物時, 採用無線電波的無線網路根本就是
唯一的解決方案！

18
以無線電波為傳輸媒介
不過, 不管在任何地區, 無線電波頻帶都
是一項寶貴的資產, 也都受到特別的管制,
因此無線網路所採用的無線電波頻率大
多設定在 2.4 GHz 公用頻帶, 以避免相關
的法律問題。
 不過因為是公用頻帶, 包括工業、科學與
醫學的許多設備, 都會將無線電波頻率設
在這個頻帶內 (例如：微波爐), 因此大多
透過展頻技術配合調變技術發送訊號, 以
避免訊號互相干擾。

19
以無線電波為傳輸媒介
目前大部分的無線網路, 都採用源自於軍
方的展頻 (Spread Spectrum) 技術來發送
訊號, 因為這種技術的保密能力與抗干擾
能力都很強, 所以在民間也受到廣泛的應
用。
 以無線電波做為傳輸媒介的技術有窄頻
微波、802.11 無線區域網路、Bluetooth
等等。

20
窄頻微波
微波和雷射類似, 一樣可提供點對點的遠
距離無線連結, 應用方式也類似, 不過微
波是採用高頻率短波長的電波來傳送資
料, 所以較容易受到外在因素的干擾。
 微波頻帶介於 3 ~ 30 GHz 之間, 而為了節
省頻寬和避免串音的干擾, 因此微波設備
通常都不使用公用頻帶, 而且以非常窄的
頻寬來傳輸訊號。

21
窄頻微波
這種窄頻微波的頻寬只剛好能將訊號塞
進去而已, 如此不但可以大幅減少頻帶的
耗用, 也可以減輕串音干擾的問題。
 微波很容易受到串音的干擾, 而在公用頻
帶內, 有太多的無線電產品會發出電波,
就算是用了窄頻的技術, 無可避免還是會
被其他訊號干擾到, 導致傳輸品質不良。

22
窄頻微波

目前的微波系統除了頻帶的問題之外, 另
一個大問題是沒有統一的標準。這是個
很嚴重的問題, 因為沒有統一的標準, 所
以各家廠商所生產的產品無法互通。
23
IEEE 802.11

IEEE 802.11 最早由 IEEE 在 1997 年 6 月
正式發表, 此文件定義無線網路在實體層
(Physical Layer) 與鏈結層 (Data Link
Layer) 所使用的標準。
24
IEEE 802.11 的傳輸技術

在實體層規範了 3 種傳輸技術：
– 直接序列展頻 (Direct Sequence Spread
Spectrum, DSSS)
– 跳頻式展頻 (Frequency Hopping Spread
Spectrum, FHSS)
– 紅外線 (Infrared, IR)

在鏈結層則規範了 CSMA/CA 這種媒介
存取控制方法。
25
何謂展頻
26
直接序列展頻

直接序列展頻是將每個窄頻寬、高能量
的位元訊號 (0 與1) 與展頻碼 (Spreading
Code) 做運算, 將原本訊號延展為數倍頻
寬, 並將訊號能量降低至低於背景雜訊
(Background Noise), 再把訊號傳送出去。
27
直接序列展頻發送端運作原理
28
直接序列展頻接收端運作原理
29
直接序列展頻

直接序列展頻在傳輸訊號的過程中, 會
在 2.4GHz 頻帶中, 選擇一些連續的頻帶,
並將展頻後的資料在這些頻帶上傳送出
去：
30
直接序列展頻頻帶
31
直接序列展頻

802.11 定義的直接序列展頻技術可使用
不同調變技術以提供 2 種速率：
– 1 Mbps：採用 DBPSK (Differential Binary
Phase Shift Keying) 調變技術。
– 2 Mbps：採用 DQPSK (Differential
Quadrature Phase Shift Keying) 調變技術。
32
跳頻式展頻

跳頻式展頻會先將要傳送的資料分割成
許多區塊, 並將連續的頻帶, 切割為多個
小頻帶, 每次依序傳送區塊時, 會隨機選
擇要把封包放到哪個頻帶：
33
為何叫「展頻」

是因為雖然將整個頻帶切割成許多的小
頻道,不斷在其間跳躍傳送資料, 但是其
跳躍速度極快, 而且頻道很密集, 感覺上
好像是使用整個頻帶的頻寬, 所以也稱之
為『展頻』。
34
跳頻式展頻
這種跳頻式的傳輸方式, 無形中也降低了
被竊聽的風險。因為每傳送一段資料後,
下一次要用那一個頻道傳送, 只有接收端
才會知道, 外界根本無從得知。
 跳頻式展頻所使用的調變技術為 GFSK
(Gaussian Frequency Shift Key), 基本頻寬
是 1 Mbps, 最高為 2 Mbps。

35
跳頻式展頻

跳頻式展頻遠比直接序列展頻有較高的
容錯能力。這是因為就算傳送資料的過
程中, 被外在因素所干擾, 也只會造成某
個小頻道無法傳送資料, 發送端只要針對
被干擾的部分重送即可。
36
802.11 的網路架構
802.11 規範 2 種無線網路架構：
Infrastructure 與 Ad Hoc。
 Infrastructure 架構的特徵是用到了AP
(Access Point, 俗稱基地台或存取點)。


AP 有 2 個主要的功能：
– 將收到的無線訊號再生, 然後轉送出去, 補償
訊號功率不足, 延長傳輸的距離。
– 擔任無線網路與有線網路的橋樑, 透過 AP 可
以將無線網路與乙太網連接起來。
37
AP 的主要功能
38
AP 的主要功能
39
Access Point
40
Ad Hoc 網路架構
41
Ad Hoc 網路架構

此架構的特徵為不使用 AP, 每台電腦使
用各自的無線網路卡互傳資料, 例如多
台筆記型電腦彼此利用 PCMCIA 無線網
路卡相連, 就成為一個 Ad Hoc 架構的無
線網路。
42
802.11b －最普及的無線區域網路
規格
由於 802.11 規格所支援的最高傳輸速率
僅有 2 Mbps, 遠低於大眾的期待, 因此市
場接受度很低。
 802.11 工作小組隨後在 1999 年推出加強
火力的 802.11b 規格, 終於獲得各廠商的
青睞, 也帶動了 WLAN (Wireless LAN, 無
線區域網路) 的蓬勃發展。

43
802.11b 的改進
802.11b 的正式名稱為 Higher-Speed
Physical Layer Extension in the 2.4GHz
Band, 此名稱隱含的意義為 802.11b 只是
擴充 802.11 實體層的功能, 至於其它部分
仍然沿用 802.11 的規格。
 大體而言, 802.11b 做了以下較重要的修
改：

– 引進 CCK 調變技術
– 使用短前置訊號和表頭模式
44
引進 CCK 調變技術
802.11b 實體層使用 DSSS 展頻, 而且採
用 CCK (Complementary Code Keying) 調
變技術。
 CCK 在調變時並非使用固定的展頻碼, 而
是根據所要傳送的訊號, 使用不同的展頻
碼, 以表現出較多種的資料組合, 因此能
提升資料傳輸速率。

45
使用短前置訊號和表頭模式
802.11 實體層在傳送資料時, 會加上前置
訊號 (Preamble) 與表頭 (Header)。
 前者主要用來使接收端和發送端能同步；
後者則用來記錄封包長度、協調速率、
偵錯等等。但是, 前置訊號與表頭都只能
以 1 Mbps 的速率傳送, 成為拖垮效率的
瓶頸。

46
使用短前置訊號和表頭模式
因此 802.11b 改用短前置訊號與表頭模式
(Short Preamble And Header Mode), 將前
置訊號的長度從 144 Bits 縮短為 72 Bits,
並將表頭的傳輸速率由 1 Mbps 提升為 2
Mbps。
 如此一來使得傳送前置訊號和表頭的時
間縮減為原本的一半, 相對地提高資料的
傳送效率。

47
使用短前置訊號和表頭模式
48
使用短前置訊號和表頭模式

對使用者而言, 上述措施所導致最明顯的
進步, 便是傳輸速率涵蓋 1Mbps、2 Mbps、
5.5 Mbps 和 11 Mbps 4 種。最高傳輸速率
已經接近了 10 Base 乙太網路的水準, 因
此逐漸被大眾所接受。
49
使用短前置訊號和表頭模式
由電腦軟硬體製造廠商、網路設備製造
商、消費性電子產品製造商共同組成
WECA (Wireless Ethernet Compatability
Alliance) 聯盟, 執行各家產品的相容性認
證, 該認證標準稱為 Wi-Fi (Wireless
Fidelity)。
 凡是通過 Wi-Fi 認證的產品, 表示完全遵
循 802.11 組織制定的規格, 所以彼此之間
一定可以互通, 不會有不相容的問題。

50
Wi-Fi 認證的產品
51
802.11b 的市場現況

在台灣網路市場, 2002 年可以說是
802.11b 迅速崛起、深耕奠基的一年。國
內外廠商競相推出 802.11b 的無線網路卡
與 AP, 而且功能愈來愈強、價格愈來愈
低。
52
提供公共場所無線上網服務的
廠商及網站
53
802.11b 的未來發展
在 2003 年伊始, 802.11b 就收到對手送來
的一份大禮。因為它的頭號勁敵
HomeRF 正式宣布下台一鞠躬、退出戰
局, 不再推出新規格。
 而藍芽 (Bluetooth)技術在價格、傳輸速
率和普及率方面, 都難以威脅 802.11b, 因
此 802.11b 穩居 WLAN 市場盟主寶座。

54
802.11b 的未來發展
但是 802.11a 及 802.11g 正急起直追, 這
兩種規格都擁有更高的傳輸速率、更安
全的加密技術, 一旦產品量產上市、價格
平民化, 可望奪下 802.11b 的王位。
 許多廠商已開始將 2004年的研發和生產
重心逐漸轉移到 802.11a 或 802.11g。

55
802.11a 與 802.11g－雙雄爭霸
802.11a 的全名為 High Speed Physical
layer in The 5GHz Band。
 和 802.11b 同樣地, 802.11a 也只是擴充
802.11 實體層的功能, 其它部分則沿用
802.11 的規格。但是由於實體層有極大
的變異, 導致 802.11a 和 802.11b 彼此無
法相容。

56
802.11a 的特點
使用 5 GHz 頻帶
 最大傳輸速率為 54 Mbps

57
使用 5 GHz 頻帶
由於微波爐、無線電話、藍芽裝置和
802.11b 等等都使用 2.4 GHz 頻帶, 使得
該頻帶顯得很擁擠, 時常會出現彼此互相
干擾的狀況。因此 802.11a 捨棄 2.4 GHz
頻帶不用, 改用 5 GHz 頻帶。
 更精確地說, 它使用 5.15～5.25 GHz、
5.25～5.35 GHz 與 5.725～5.825 GHz 三
段頻帶, 每一段頻帶有 4 個 20MHz 的頻
帶可供使用, 因此 802.11a 總共有 12 個可
用頻帶。

58
使用 5 GHz 頻帶
5 GHz 頻帶又稱為 UNII (Unlicensed
National Information Infrastructure) Band,
在美國與台灣均開放免申請即可使用, 但
是有些國家則列為管制頻帶。
 不使用 2.4 GHz 頻帶所造成的負面影響,
便是 802.11a 與 802.11b 彼此不相容, 在
購買網路設備時要特別注意。

59
最大傳輸速率為 54 Mbps
利用 OFDM (Orthogonal Frequency
Division Multiplexing, 正交分頻多工) 技
術, 將頻帶切割成多個子頻帶 (Subchannel,
又稱 Subcarrier), 然後在這些子頻帶同時
傳送訊號, 使訊號一整排地並列送出。
 這些訊號彼此互為正交 (Orthogonal), 不
會互相干擾, 因此能提升傳輸速率。

60
最大傳輸速率為 54 Mbps
OFDM 技術再搭配 BPSK、QPSK、QAM
三種調變技術, 使得 802.11a 有 6、9、12、
18、24、36、48、54 Mbps 等 8 種傳輸速
率。
 但只有 6、12、24 是強制 (Mandatory) 規
格, 也就是所有的 802.11a 設備都必須提
供這 3 種傳輸速率。至於其它的傳輸速
率, 則由廠商自行決定是否要提供。

61
802.11a 的現況

產品價格昂貴：
– 802.11a 產品價格動輒上萬元, 若要整個企業
全面採用, 所需的預算通常會讓老闆猶豫再
三。

與 802.11b 不相容：
– 由於 802.11a 與 802.11b 不相容, 但是
802.11b 畢竟占有絕大多數的市場, 想要消費
者忍痛放棄它實屬不易, 因此 802.11a 僅能吸
引尚未架設無線區域網路的用戶。
62
802.11a 的未來

為了解決上述問題, 網路晶片組廠商一方
面將多個晶片整合到 1、2個晶片, 以降低
晶片組成本, 連帶降低產品價格；另一方
面開發適用於 802.11a 和 802.11b 雙規格
的雙頻晶片, 以便使兩種網路能互相交換
資料。
63
802.11g
市面上, 許多人將 802.11g 視為 802.11b
的火力加強版。因為前者與後者相容, 但
是具有更高的傳輸速率。
 所以 802.11g 的出現, 彷彿宣告了 802.11b
時代即將走入歷史, 猶如當年 100 Mbps
乙太網路卡取代 10 Mbps 乙太網路卡一
般。

64
802.11g 的特點

使用2.4 GHz 頻帶
– 因為 802.11b 也用 2.4 Ghz 頻帶, 這意味著
802.11b 產品能相容於 802.11g。換言之,
802.11g 產品與 802.11b 產品能建立連線, 所
以很適合用來將現有的 802.11g 網路逐步升
級。

最大傳輸速率為 54 Mbps
65
802.11g 的現況與未來
802.11g 擁有 802.11a 的最高傳輸速率, 又
能和 802.11b 相容, 可說是兼具兩派之優
點, 因此被許多人視為無線區域網路的明
日之星。
 在 802.11g 的標準規格定案之後, 各家廠
商均卯足全力生產 802.11g 的產品, 在
2004 年推出的 WLAN 產品幾乎都是
802.11g 的天下, 自然會將 802.11b 淘汰出
局。

66
802.11g 的現況與未來

一向是無線網路產品主要合作對象的筆記
型電腦廠商, 也都紛紛向 802.11g 靠攏。
802.11g 勢必能成為無線區域網路的主流。
67
藍芽技術 (Bluetooth)
藍芽技術的出現要回溯到易利信在 1994
年的一個專案, 其目的是希望研發一項技
術, 使手機能和一組無線耳機連線, 讓使
用者不必再被電線所限制。
 到了 1998 年 5 月, 包括主要競爭對手等
重量級廠商, 共同組成藍芽同好協會
(Bluetooth SIG, Bluetooth Special Interest
Group), 目標便是為了制定一套短距離無
線連接技術的標準, 這項標準就是藍芽。

68
藍芽是什麼
簡言之, 藍芽就是一種同時可用於電信和
電腦的無線傳輸技術。
 Bluetooth SIG 在制定藍芽技術時, 希望他
是屬於短距離、低功率、低成本, 且運用
無線電波來傳輸的技術, 透過這個標準,
將所有資訊設備互相連通, 例如：一隻藍
芽手機, 在家裡可以變成無線電話, 甚至
當選台器, 而且還能當做 PDA (Personal
Digital Assistant, 個人數位助理) 來用。

69
藍芽的功用

藍芽技術同時具備語音和數據通訊的能
力, 最高傳輸速率達 1 Mbps, 他的應用範
圍很廣：
–
–
–
–
語音及數據資料的即時傳輸
取代有形線路
快速方便的網路連接
3 合1 電話
70
語音及數據資料的即時傳輸

藍芽可以傳輸語音資料, 也能傳輸數據資
料, 因此使用者可以透過藍芽技術, 在筆
記型電腦或 PDA 上, 以無線的方式上網
及收發電子郵件。
71
取代有形線路

藍芽技術是一種短距離 (10 公尺內) 無線
傳輸的介面, 若加上頻率放大器則可延伸
到 100 公尺, 因此只要電腦、鍵盤、印表
機、手機、傳真機、電視、電話等等電
氣設備都裝設有藍芽晶片, 那透過藍芽的
無線通訊技術, 所有設備都能互相連通,
完全不需要再用線路連接, 徹底取代傳統
線路連接的方式。
72
快速方便的網路連接
兩個藍芽設備要建立連線, 只要是在傳輸
的範圍之內, 經過簡單的認證作業, 便可
以建立連線。
 我們以同樣是為了建立互通性佳、低成
本、低耗能而設計的紅外線技術相比, 藍
芽傳輸距離遠比紅外線的 1.5 公尺來的遠,
建立連線時又不用使通訊埠面對面, 可見
藍芽的優勢所在。

73
3 合1 電話

這點就是前面有提過的, 一隻具備藍芽技
術的手機, 在家可以當無線電話的分機,
出外又變成大哥大, 到了公司又成為電話
分機, 還能當 PDA 用, 而且設定簡單又方
便, 不但節省成本, 便利性也高。
74
藍芽技術的標準
藍芽傳輸的範圍最遠達 10 公尺, 若接上
放大器則可達 100 公尺, 所使用為 2.4
GHz 公用頻帶, 採用的無線傳輸技術是跳
頻式展頻, 和 IEEE 802.11雷同, 只不過其
跳躍的頻率較高 (每秒1600 次)。
 一個藍芽網路 (Piconet) 總共可以有 8 個
藍芽裝置, 其中一個是主控端 (Master), 其
他裝置則是用戶端 (Client)。

75
藍芽技術的標準
每一個藍芽裝置又可成為另一個藍芽網
路的成員, 藉由此特性將藍芽網路無限的
延伸出去, 形成一個大的藍芽區域網路。
 藍芽技術的傳輸範圍的距離愈短, 所耗的
功率較低, 同時抗干擾能力也較強。特別
是藍芽所使用的是最擁擠的 2.4 GHz 頻
帶, 該頻帶是一個開放的空間, 因此如何
防止干擾並兼顧傳輸效率就非常重要。

76
如何防止干擾並兼顧傳輸效率
採用高速跳頻 (每秒 1600 次) 和小封包傳
送技術, 若是有封包在傳輸時遺失了, 只
需要將該部分重傳, 而且因為每個封包都
很小, 重送不會對傳輸速度有太大的影響。
 藉由錯誤控制的機制, 確保封包傳遞的正
確性。

77
如何防止干擾並兼顧傳輸效率
因為語音資料對於正確性的要求比較不
高 (聽得到就行了), 因此語音傳輸時, 若
有封包遺失, 並不會重送, 以避免延遲和
因為重送所導致的其他雜訊。
 在傳輸數據資料時, 接受端會一一檢查封
包的正確性, 若有錯誤則會要求發送端重
送此封包, 以確保資料無誤。

78
頻寬惡霸
一樣是採用 2.4 GHz 的頻帶, 藍芽以高達
每秒 1600 次的跳躍速度, 和其他跳躍速
度較慢的無線電波設備一起傳輸資料時,
其他設備會因為藍芽快速的跳頻, 而判斷
每一個頻道都有干擾源, 因此將要傳送出
去的每一個封包都丟棄掉！
 也就是說, 當藍芽開始發出無線電波時,
整個頻帶就像是被它霸佔了一樣。

79
何謂 GSM

GSM (Global System for Mobile
Communications, 全球行動通訊系統), 是
歐洲電信標準協會 (European
Telecommunications Standard Institute,
ETSI) 於 1990 年底所制定的數位行動網
路標準, 該標準主要是說明如何將類比式
的語音轉為數位的訊號, 再藉由無線電波
傳送出去。
80
何謂 GSM
因為各國對無線電頻譜的規定各有不同,
因此 GSM 可以應用在 3 個頻帶上：900
MHz 、1800 MHz 及1900 MHz。
 在 GSM 系統中, 訊號的傳送方式和傳統
有線電話的方式相同, 都採用電路交換
(Circuit Switch) 的資訊傳輸技術。
 這個技術是讓通話的兩端獨佔一條線路,
在未結束通話時, 此線路將一直被佔用著。

81
GSM 的缺點
GSM 數據傳輸的速度只有 9.6 Kbps, 讓我
們想用手機上網時, 感到非常的不便。
 因此為了解決這個問題, 專家們在 1998
年提出一種新的技術來加速 GSM 數據傳
輸的速度, 這就是 GPRS。

82
何謂 GPRS
GPRS (General Packet Radio Service) 是新
一代的行動通訊標準。
 GPRS 可算是數位行動通訊時代的寬頻網
路架構。事實上, GPRS 是建基於現有的
GSM 架構, 將資訊傳輸技術改變, 以達到
高速傳輸的功能。

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GPRS 和 GSM 的關係

簡單來說, GPRS 只是一項加快數據傳輸
的服務, 在無線電波傳遞上, 還是以 GSM
的規格在進行, 所以我們甚至可以把
GPRS 當做是 GSM 的加強模組。
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GPRS 和 GSM 不同的地方
GSM 採用的是電路交換技術。但GPRS
採用的是封包交換 (Packet Switch) 技術。
 理論上, 封包交換技術最大的資料傳輸速
率可達 171.2 Kbps, 比 9.6 Kbps 快了近 20
倍。

85
封包交換技術的特色

將要傳送的資料切割成許多小封包
(Packet), 每個封包都標有目的地位址, 然
後看那一個頻道有空就將封包送出去, 如
此一來, 每一個頻道都不會閒置, 不但可
以更有效的利用寶貴的頻譜資源, 還可以
大幅提昇傳輸效能。
86
封包交換技術的特色

不過由於封包交換技術並不是獨佔頻寬,
所以當多人使用時, 還是會影響到部分效
能, 再加上無線電波易受干擾的原因及硬
體上的限制, 所以實際上 GPRS 的速度大
約在115 Kbps 以下, 以市面上目前的
GPRS 手機來看, 大多也只能跑到 64
Kbps 的速度, 不過這已經遠快於 GSM 了！
87
WAP

在 1997 年 6 月, 行動電話大廠易利信
(Ericsson)、諾基亞 (Nokia)、摩托羅拉
(Motorola) 和美國 Phone.com 公司攜手合
作, 邀集許多學者專家和技術工程人員,
在不斷熱烈的討論後, 於同年 9 月共同制
定新一代的行動電話網路協定 WAP
(Wireless Application Protocol, 無線應用
協定)。
88
WAP 是什麼？

WAP 是一種新的行動通訊技術, 簡單來說,
透過 WAP, 我們的手機就可以存取網際網
路的資訊, 如同用電腦上網一樣, 也就是
說, 有了 WAP, 我們隨時隨地都可以利用
手機上網查詢資料、訂票、收發電子郵
件。
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WAP 的標準
WAP 的功用其實類似網際網路的 HTTP
協定, 但主要是用在無線通訊設備 (通常
是指手機, 但也可以是 PDA 之類的設備) 。
 在網際網路裡, HTTP 採用的是文字超連
結語言 (Hyper Text Markup Language,
HTML), 但在 WAP 上, 則是採用無線超連
結語言 (Wireless Markup Language,
WML)。

90
WAP 的標準
由於目前無線通訊設備的頻寬有限, 螢幕
又小, 且記憶體也少, 要承載充滿圖片、
音效的網頁實在很吃力, 所以必須要有一
套專為無線通訊設備設計的語言才行。
 HTTP 所採用的通訊協定是 TCP/IP, 而
WAP 所採用的通訊協定則是 WDP
(Wireless Datagram Protocol)。WDP 並非
是要取代 TCP/IP, 而是為了讓 WAP 能使
用 TCP/IP 來存取網際網路。

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電腦透過 TCP/IP 來存取網際
網路的架構
92
透過 WAP 來存取網際網路
93
WAP 架構
在 WAP 設備和 WAP 伺服器間多了一台
WAP 閘道器 (WAP Gateway)。
 WDP 在 WAP 設備和 WAP 閘道器間運作,
這部分也才是 WAP 連線架構中的重點,
因為 WAP 可以說只存在於這個部分。
 WAP 閘道器的主要功能就是轉送 WAP
裝置的要求, 並編譯、檢查伺服器回傳的
資料為 WML 格式後, 再傳回給 WAP 裝
置。

94
WAP 架構
從 WAP 閘道器到 WAP 伺服器, 其實就和
用電腦連上網際網路是一模一樣的, 甚至
WAP 伺服器通常就是 Web 伺服器, 只是
同時提供了利用 WML 語法寫成的 WAP
網頁而已。
 也就是說, 原本在 Web 伺服器上的程式、
資料庫都無需變動, 只要將輸出的部分改
為 WML 的語法, 即可讓 WAP 手機使用。

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WAP 和 HTTP 在 OSI 模型中
的相對應位置
96
WAP 和 GPRS 的關係
若硬要把 WAP 和 GPRS 拿來做比較, 就
好像是把 HTTP 和 ADSL 拿來相比一樣,
根本是無從比較。
 不過這二者雖然不能比較, 但卻可以搭配
使用, 就像是利用 ADSL寬頻上網後, 再去
存取 HTTP 的資料, 有相輔相成之效。

97
WAP 和 GPRS 的關係

若是用 OSI 模型來看這兩者所處的相對
位置：
– WAP 剛好是位在第 7 層 (Application Layer)
到第 5 層 (Session Layer)
– GPRS 則是位在第 4 層 (Transport Layer) 到
第 1 層 (Physical Layer)
98
WAP對應於 OSI 模型中的位置
99
GPRS 對應於 OSI 模型中的位
置
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